L'ingénierie biomédicale est l'un des axes prioritaires de l'institut FEMTO-ST, dont certains développements sont menés en partenariat avec l'IFR 133 IBCT — institut fédératif de recherche ingénierie et biologie cellulaire et tissulaire (UFC / INSERM / EFS). Dans cette perspective, une plate-forme protéomique, destinée à fournir les équipements de recherche adéquats, est mise en place au département LPMO. Véritable centrale technologique, elle est ouverte aux collaborations scientifiques, aussi bien académiques qu'industrielles.
• Cette plate-forme vient de s'enrichir d'un appareil bien connu des biochimistes, le Biacore 2000. Unique en son genre, il utilise le phénomène de résonance des plasmons de surface pour détecter des molécules et déterminer optiquement les interactions moléculaires en jeu dans une réaction biochimique. Sur une puce revêtue d'or, sont greffées des macromolécules, dont on veut tester l'affinité avec certains ligands. S'il y a interactions biomoléculaires, l'indice de réfraction du milieu ainsi constitué est modifié localement. Une fois le signal détecté, il devient possible de remonter Ÿ en temps réel aux informations sur les interactions moléculaires en jeu. Son intérêt réside donc dans le fait qu'il détecte directement des masses (> 180 daltons). Il n'est alors plus utile de marquer au préalable les molécules avec des techniques type fluorescence ou radioactivité. Avec cet appareil, un champ quasi infini d'applications s'ouvre, de l'analyse cinétique à la détermination des constantes d'affinité ou des spécificités de couplage pour la recherche de biomarqueurs.
• De nombreux projets de recherche sont maintenant initiés, en partenariat avec plusieurs équipes ou institutions, notamment avec les instituts fédératifs de recherche, celui de Franche-Comté — ingénierie et biologie cellulaire et tissulaire — et celui de Bourgogne — IFR 100 athérome / cancer / protéomique clinique.
• Un programme de recherche est en cours avec le laboratoire estrogènes, expression génique et pathologies du système nerveux central Ÿ de l'université de Franche-Comté, qui consiste à identifier de nouvelles molécules à effet estrogénique de façon à disposer d'une alternative au traitement hormonal substitutif postménopause. En effet, dans l'état actuel des choses, le traitement proposé est suspecté de provoquer la genèse de certains cancers.
• Les estrogènes agissent en se fixant sur des récepteurs, ce qui provoque leur dimérisation. Alors activés, ils viennent se positionner sur le brin d'ADN, en amont du gène à transcrire. L'objectif de ce projet est de rechercher d'autres molécules à effet estrogénique, qu'elles soient naturelles ou synthétiques, capables de moduler l'activité transcriptionnelle du récepteur. Dans une première étape, il s'agit donc de cribler un grand nombre de molécules, et pour cela de disposer d'une technique rapide, permettant une première sélection. L'équipe utilise une biopuce d'un type particulier et encore assez marginal, dont la conception et la fabrication sont maîtrisées à FEMTO-ST. Elle permet, entre autres, de résoudre les problèmes d'encombrements stériques et donc les contraintes géométriques que posent les biopuces traditionnelles à ADN. Elle repose sur une architecture supramoléculaire brevetée : la première strate est une couche lipidique, en tous points semblable à celle constituant la paroi des cellules. À cette couche est fixée une protéine dite d'ancrage Ÿ, qui sert d'espaceur macromoléculaire. À l'autre extrémité de la protéine se trouve l'ADN double brin spécifique présentant l'élément de réponse aux estrogènes, cible des récepteurs. La couche lipidique rend le système biomimétique, c'est-à-dire suffisamment proche d'un système naturel. De plus, comme le milieu est relativement fluide et qu'il n'y a pas d'interactions possibles entre les lipides et l'ADN,le brin est libre de se déplacer dans toutes les dimensions de l'espace, tout en restant confiné dans un volume. Il peut donc prendre toutes les conformations possibles et est ainsi libre d'interagir ou non avec les récepteurs dans un environnement qui minimise les inconvénients des biopuces.
• Le Biacore va ensuite être utilisé pour mesurer les interactions entre cette biopuce et les molécules testées.
• La seconde partie de ce travail est réalisée ex vivo, au laboratoire estrogène, expression génique et pathologies du système nerveux central Ÿ pour se mettre dans des conditions réelles. Toute l'approche cellulaire est ainsi testée, sur les quelques molécules présélectionnées par la biopuce.
* Protéomique : discipline née dans la foulée de la génomique, qui regroupe les activités de recherche destinées à rassembler l'information complète sur l'expression des protéines des organismes dont le génome a été identifié.
Wilfrid Boireau
Département LPMO
Institut FEMTO-ST (UMR 6174)
Université de Franche-Comté / UTBM / ENSMM / CNRS
Tél. 03 81 85 39 59
wboireau@femto-st.fr
